引入STEM教學理念 培養小學生科學思維

陳景生 鄭 飚

（1.福建省廈門市濱北小學，福建廈門 361000；2.福建省廈門市康樂小學，福建廈門 361000）

引 言

STEM為科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）四門學科英文首字母的縮寫，STEM教學理念如何與小學科學課程有機融合，是現階段小學科學教師需要研究的一項重點課題。STEM教育是一種以問題解決及項目學習為導向的教學模式，將此教學模式應用至科學課堂教學，可促進學生科學思維及創新能力的形成，對學生綜合能力的提升也有重要作用。

一、STEM教學理念主要特點

STEM教學理念的特點主要表現在四個方面。一是學科整合。STEM教學理念的重點是促進各學科間的聯系與融合[1]。筆者通過分析傳統教學模式發現，各學科之間處于割裂狀態，此種教學模式雖然能在一定程度上確保學科學習的專業性、針對性，但存在學生可掌握的理論知識、技能受限且學習內容單一等問題，教師將STEM教學理念應用于教學活動中，可以彌補教學中的不足。同時，此理念可引導學生利用所掌握知識和經驗解決實際問題，從多個視角、多個層面分析問題，并有機融合相關學科知識，最終解決問題。二是實踐學習。小學生以形象思維為主，這與STEM教學理念中重視學生實際應用、親身體驗的特點相契合。為加深學生在實踐中對學科的實用性、科學原理的認知，教師在教學過程中應以實操為出發點，鼓勵學生積極參與到直觀課程學習中，使學生對學科知識有更深入的理解。三是思維發散。SETM教學理念指出，一個教學項目需要具備一套合理、科學的實施流程，在此過程中，教師應先進行學習任務和目標的設定，再合理規劃項目實施方案[2]。四是有效的溝通和反饋。在教學項目中，學生是項目的設計者、參與者。為解決綜合性較強的學科問題，學生需進行實踐探索，方可分析并解決問題，培養發散思維、科學思維[3]。

二、利用STEM教學理念培養學生科學思維的方法

（一）加強學科融合

若將知識學習劃分為多個互相獨立的學科，學生就無法將各學科之間有關聯的知識聯系起來。而通過加強學科融合，學生進行跨學科學習，能夠構建各學科相關聯的知識體系。這種跨學科、整合性學習思想能夠讓學生綜合運用所學知識解決生活中遇到的問題。當感性經驗積累到一定程度時，學生便可通過歸納、總結構建系統化的知識體系，并通過參與實踐活動將自身想法落實到具體的行動中[4]。因此，小學科學教師在教學過程中可以STEM教學理念為基礎，創設形式多樣的學習情境，推動其他學科與科學學科的融合，使學生在實踐過程中加深對學科融合價值的認識，進而使學生掌握更科學的學習方法。

例如，在教學“搭支架”這部分內容時，由于教學內容涉及數學、科學及勞動技術等相關學科，教師可以將數學中的“三角形最穩定原理”及勞動技術課程中“捆綁知識”相結合，使學生在潛移默化中將對科學學科的學習熱情轉化為具體的學習行為。

又如，在教學“光的反射”這部分內容時，教師可以讓學生在不改變手電筒位置的前提下，想辦法利用鏡子將書后方處于陰影位置的小球照亮，并繪制光路線圖。實踐過程中，大部分學生采用的辦法是用兩面鏡子，通過正面反射的方式照亮小球。但有些學生發現，利用兩面鏡子，以側面方式反射光線，也可照亮陰影位置的小球。教師可以將這些學生的設計方案作為切入點，引導全班學生展開深層次思考。學生在實踐過程中可以借助數學知識發現利用多面鏡子或兩面鏡子，均可照亮處于陰影位置的小球，進而對“光的反射”這一概念有更深入的理解，促進了自身科學思維的發展。

（二）重視能力鍛煉

在學習活動中，學生解決生活實際問題應具備的素質即能力，能力是推動學生科學素養不斷發展的重要動力[5]。STEM教學理念將學生能力鍛煉作為教學重點，因此，在小學科學教學過程中，教師應以學生的日常生活為出發點，引導學生將所掌握的知識應用于生活實踐中，以提高學生對科學知識的應用能力；還應為學生開展科學思維訓練提供充足的空間，引導學生對問題進行獨立思考，以提高學生分析問題和解決問題的能力。

例如，在教學“電和磁”這部分內容時，教師可以在課堂一開始就將電路符號的知識講解給學生，隨后鼓勵學生對手電筒亮起來的原理進行探究。學生經過動手實踐和小組合作完成亮起燈泡設計圖的繪制。課堂教學的最后，教師可讓各組將繪制成果展示出來，全班學生共同評價各組的繪制成果。在此過程中，學生可以形成嚴密的科學思維，進而促進自身科學素養的發展。

（三）加大情感滲透力度

小學科學課程的主要教學目標之一是培養學生正確的科學態度及積極的科學情感[6]。STEM教學理念同樣重視對學生情感態度、良好價值觀的培養。在傳統的小學科學課堂教學活動中，教師通常運用“灌輸式”教學模式，難以獲得良好的教學效果。在STEM教學理念的指導下，教師應重視實踐活動的設計，創設寓教于樂的教學情境，使學生積極參與到豐富多彩的課堂學習活動中，掌握科學知識，并體會科學學科的魅力。

此外，在小學科學教學中，教師應選取學生熟悉且具備人文內涵的科學話題，如“身心健康”“低碳環保”等，并與體育教師、藝術教師共同利用課余時間引導學生積極參與校內科技節及藝術節。學生在此過程中，除對學科間的融合有了更加深入的認識，還能實現情智互動，進而提升了藝術素養，增強了合作意識。

（四）提高學生的知識應用能力

在小學科學教學過程中，教師應重視發揮自身的引導作用，營造良好的學習氛圍，使學生在開放的學習空間中鍛煉科學思維，并通過解決生活實際問題提高自身的知識應用能力。

例如，在教學“什么叫機械”這部分內容時，為了讓學生了解哪些物品是機械及機械的原理，教師可以要求學生利用課余時間收集生活中的滑輪、瓶蓋及軸承等。在課堂上，教師讓學生以小組為單位，利用所收集物品設計玩具。在各組完成玩具設計方案后，教師讓各小組派代表對設計玩具過程中所用到的機械及其原料進行講解。這樣的活動不僅可以使學生對機械原理有更深刻的認知，還可以有效鍛煉學生的科學思維，提高學生的知識應用能力。

結 語

綜上所述，在小學科學教學中，教師可將STEM教學理念引入課堂實踐中，借助實踐活動促進學科融合，在激發學生學習興趣的同時，使他們體會到不同學科之間的聯系，培養學生的跨學科意識，促使學生整合不同學科的知識解決實際問題，進而提升學生的綜合素養。